金牛国际开元棋牌: [创新制造展示] 【改装】+给废弃音箱加点特别的"color"

永利游戏开户直营
1212|9
楼主
本帖最后由 卑鄙的小黄人 于 2019-10-3 16:18 编辑

          想法一直有,今天让“idea”成为“turth”。为家里废弃的电脑音箱加点特别的色彩!多彩的!炫酷的!多功能的!有逼格的!让音箱一个机会,成为这条街最靓的“仔”。


故事背景      或许年久失修吧,家里很久之前买的电脑音箱坏了,就成为仓库中的鸡肋杂物了,存放了好久。值得一提的是音箱购买时还是下了本钱的,记得是11年左右买的,近300大洋,音质还行,这就为此次的改装埋下了铺垫。后来,突发奇想,如果使用LED点阵屏将音乐的脉动展现出来会是怎样?


原废弃电脑音箱如下:


改装目标
      采用单片机设计一种具有频谱显示功能的多功能音乐播放器,旨在通过较低成本的单片机硬件和软件设计,来实现多功能音乐播放功能,同时实现动感的音乐频谱显示,使人们能更加轻松地享受音乐带来的乐趣,更直观地感受感受音乐的脉动。设计分为两个部分:音乐播放部分和频谱显示部分。音乐播放部分是由单片机、蓝牙SD卡模块电路、电容式触摸功能按键电路、功放电路、数码管音量显示电路和电源电路组成。

音乐频谱显示原理
      通过单片机,利用串行外围设备接口(SPI)协议和蓝牙对 SD 卡或蓝牙连接设备中的 WAV与FLAC 音乐文件进行读取,结合采样率将 WAV 文件进行 脉冲宽度调制(PWM),然后与二阶滤波电路将数字信号转换为模拟信号,最后经音频 功放模块放大信号驱动扬声器还原音频。频谱显示部分是由单片机和 LED 点阵部分组 成。在播放音乐的同时,由频谱显示部分的单片机片上 A/D 转换器采集来自音乐播放部 分输出的音频信号,通过 128 个采样点后,利用快速傅里叶变换(FFT)算法对其进行 分析,然后取频率项的幅值,量化显示,驱动 LED 点阵,点亮相应的 LED 灯。

FFT运算规则集编程思想
      音频频谱值的计算采用快速傅里叶算法FFT(Fast Fourier Transform),为了提高显示器的刷新频率,系统每隔10ms读取24次A/D转换值,得到24点实数序列,紧接着完成24点FFT运算得到24点复数序列。


原理框图


       本设计以STC12C5A60S2单片机作为主控单元,进行数据采集,A/D转换,频谱计算(FFT),再由LCD1604显示频谱。且在完成系统其他控制任务的前提下,充分利用单片机剩余计算资源,采用优化FFT算法计算音频信号频谱。音频数据通过STC12C5A60S2的A/D接口实现模拟音频信号的采样保持和量化处理,包括音频采集和转换(该单片机内置A/D转换);频谱显示电路实现模拟音频信号频谱的分段显示,它将音频信号频谱划分成24段,每段按照24级量化,由两组8*24组成的LED点阵显示。







沙发
 楼主 | 2019-10-3 15:39 | 只看该作者
本帖最后由 卑鄙的小黄人 于 2019-10-3 16:23 编辑

制作过程
      将废弃的电脑音箱从杂货堆拖出来之后,便进行改装了。

      首先,是需要判断音箱是哪里坏了,这一步其实不简单,需要扎实的电路知识,这里我就简单跳过,由于音箱的故障现象是不出声,那么先进行故障点排除,先从音频输入端判断,判断信号是否接触良好;在对音频调节器进行故障排除,再不行,基本上就是功放板上出的问题了,在检查的过程中,留意电容是否鼓包,电阻是否被烧坏(烧坏的表现是变黑),我的是功放芯片烧坏了,上淘宝找一下了,稀缺产品,年代久远可以理解,再加上邮费,和原功放板的日久失修隐患,直接买了块新的功放板,在这里,需要注意,功放板的功率和阻抗要和喇叭的功率阻抗相匹配,不然容易导致再次烧毁,音质也不好。
      在选择功放板的时候,我略微加大了功率,安全起见,我又重新购置了新的变压器,

功放板和变压器图片

功放板



变压器



原电脑音箱



板凳
 楼主 | 2019-10-3 15:56 | 只看该作者
本帖最后由 卑鄙的小黄人 于 2019-10-3 18:08 编辑

续~
      那么完成上述操作,也就完成了此次改装的第一步了,变废为宝,将音箱维修好!

      加下来,便是进行改装设计了。此次改装的核心思想是为音箱加上一个频谱显示屏以及多功能操作,使电脑音箱不仅仅是音箱,还有特别的“色彩”。

      首先采用了STC12C5A60S2单片机作为核心控制器,实现快速傅里叶变换,通过FFT算法将音乐的频谱进行变换,并显示出来,为了使色彩更丰富,采用了6种高亮圆头LED灯组成16*24点阵屏。其次,增加音量控制器,以数码管来显示音量,以电容式触摸按键调节音量。还有,增设蓝牙模块,实现与手机等移动设备的蓝牙对接,红外模块,可进行红外遥控,以及增设移动储存设备接口,实现自动播放。

主要硬件电路设计

LED频谱显示屏
在设计中,LED频谱显示屏设置为两组8*24种颜色LED,分别为红黄蓝紫绿粉;以列为负极,横为正极。电路图如下。


ADC转换电路设计
       本设计无需外加A/D转换,使用的单片机内置A/D接口,音频信号可直接送入单片机进行数据采集和预处理。STC12C5A60S2单片机的A/D转换口在P l口(P1.0~P 1.7)有10位8路高速A/D转换器,A/D是电压输入型转换速度25万次/s(250KHz)。复位后P1口为弱上拉型I/O口。通过软件可设置将P1(P1.0~P 1.7)El中的任何一位为A/D转换位,不用作A/D转换的位可继续用作普通YO口使用。


蓝牙音频接收模块
       本设计中,我们利用蓝牙音频接受模块作为音源输入。可支持安卓手机蓝牙对接,支持蓝牙通话功能,并带有蓝牙话筒,让享受音乐的同时也不错过重要的人的来电;并带有USB和SD卡槽,可自动搜索并播放U盘与SD卡音频文件,并支持FLAC无损音乐,让音乐更加纯净动听,提高感官享受;模块中除了实体按键外,还加设了红外信号,支持遥控功能,并带有LED数码管显示屏,追求更舒适的体验,更完美的音乐之旅。


TTP224  4 键触摸模块
      本设计中用TT224用作音量控制按键的信号处理,通过采集触摸信号,将信号反馈至单片机,由单片机控制音频音量大小。TTP224是一款使用电容式感应原理设计的触摸IC,其稳定的感应方式可以应用到各种不同电子类产品,面板介质可以是完全绝源的材料,专为取代传统的机械结构开关或普通按键而设 计.提供4个触摸输入端口及4个直接输出端口.

  1. 灵敏度调整
   PCB板上之感应焊盘尺寸大小及走线会直接影响灵敏度,所以灵敏度必须根据实际应用的 PCB来做调整,因此TTP224提供以下几种外部灵敏度调整方法: 1-1 改变感应焊盘尺寸大小 若其他条件固定不变,使用一个较大的感应焊盘将会增大其灵敏度,反之灵敏度将下降,但 是感应焊盘的尺寸大小也必须是在其有效范围值内.
2. 改变面板厚度.
若其他条件固定不变,使用一个较薄的面板也会将灵敏度提高,反之灵敏度则下降.但是面 板的厚度必须低于其最大值。
3 改变Cs0~Cs3 (如下图)容值的大小.
若其他条件固定不变, 可以根据各键的实际情况通过调节Cs电容值使其达到最佳的灵敏 度,同时以使各键的灵敏度达到一致。当Cs电容不接时其灵敏度为最高。Cs0~Cs3的容值 越大其灵敏度越低,Cs可调节范围为:0Cs0~Cs350pF.


音量显示模块
       本设计中,用STC89c52rc做音量显示的主控单片机。根据触摸模块的输入信号判别音量加,音量减,以及静音;音量大小最大为30,最小为00;用两个数码管作为音量显示部分。并将音量加,音量减,以及静音信号反馈给X9511及cd4066处理后控制功放音量大小。

LM7805 稳压电路设计
      5V 电源模块,我们采用 LM7805 稳压集成电路。下图 3-13 为 LM7805 引脚图。

图 3-13  LM7805 引脚图


       三端稳压集成电路 LM7805 来组成稳压电源所需的外围元件极少,电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路,使用起来可靠、方便,而且价格便宜。在实际应用中,应在三端集成稳压电路上安装足够大的散热器(当然小功率的条件下不用)。当稳压管温度过高时,稳压性能将变差,甚至损坏。本次硬件电路中,LM7805 的发热情况不算严重,所以就没有加散热器。
LM7805 的电路图如下图 3-14 所示。

图 3-14 LM7805 电路图


主要程序设计思想

FFT运算规则集编程思想
      FFT算法分为两类:时域抽取法FFT,简称DIT-FFT;频域抽取法FFT,简称DIF-FFT。根据基2-FFT算法,N点FFT运算可以分成log2N级,每一级都有N/2个蝶形运算。
  FFT算法的基本思想是用3层循环完成全部N点FFT运算:
▲最里层循环处理单独的一个蝶形运算,采用查表方法实现乘法运算;
▲中间层循环完成每一级的N/2个蝶形运算
▲最外层循环完成log2N级蝶形运算
  由此可看出:在每一级中,最里层循环完成N/2L个蝶形运算;中间层循环控制最里层循环进行2L-1次运算。因此,中间层循环完成时,共进行(2L-1)N/2L=N/2个蝶形运算。实际上最里层和中间层循环完成了第L级计算,最外层则最终完成log2级蝶形运算。
★ 需要加以说明的数据是:
▲在第L级中,每个蝶形的两个输入端相距b=2L-1个点
▲同一乘数对应这相邻间隔为2L个点的N/2L个蝶形
▲第L级的2L-1个蝶形因子中的P,可表示为P=jx25-L,其中 j=0,1,2,…(2L-1-1)

     由上述可以归纳出一些对编程有用的运算规律:第L级中,每个蝶形的两个输入数据相距B=2个点;每级有B个不同的旋转因子;同一旋转因子对应着间隔为2点的2个蝶形。
     总结上述运算规律,便可采用下述运算方法。先从输入端(第一级)开始,逐级进行,共进行M级运算。在进行L级运算时,依次求出B个不同的旋转因子,每求出一个旋转因子,就计算完它对应的所有2个蝶形。这样,我们可用三重循环程序实现DIF-FFT运算。


另外,DIF-FFT算法运算流图的输出X(k)为自然顺序,但为了适应原位计算,其输入序列不是按x(n)的自然顺序排列,这种经过M次偶奇抽选后的排列成为序列x(n)的倒序(倒位)。因此,在运算M级蝶形之前应先对序列x(n)进行倒序。   
流程图如下:


图片细节



蓝牙模块



电容式触摸模块



16*24点阵屏



主控板



吃面泡面加班

焊接细节


地板
 楼主 | 2019-10-3 16:11 | 只看该作者

          最后,千辛万苦~~~~~
                    效果图如下:

说到这里,焊工真的很重要,不然真的会逼死强迫症!


完成调试之后,少不了的还有亚克力板,装上去亚克力板,逼格一下子就提升了,emmmm,好看!


最后,这便是播放时的频谱器的效果图了,效果真不赖~~~~

5
 楼主 | 2019-10-3 16:18 | 只看该作者
本帖最后由 卑鄙的小黄人 于 2019-10-3 19:00 编辑

视频效果:


[media=x,500,375][/media]

http://www.490.330ib.com/v_show/id_XNDM4NTA5NTE5Ng==.html?spm=a2h3j.8428770.3416059.1



         到这里,

                   给废弃音箱加点特别的"color"的改装便全部完成啦!

                              希望大家会喜欢~~~~   



6
 楼主 | 2019-10-3 18:11 | 只看该作者
总结
本文主要设计了具有频谱显示功能的多功能音乐播放器,并且从实用性和音质方面做了处理,不同于传统的音乐播放器。
该频谱显示的音乐播放器主要由单片机处理系统、蓝牙音频接收模块、触摸按键模块、 功放模块、LED 显示模块等几大模块组成。在软硬件方面,给出了具体的设计方法和思路。每个模块都采用了比较经典的电路设计方案,提高了整个系统的稳定性。经系统测试,本系统已经较理想地完成了功能,且具有良好的实用性、美观性、稳定性和低成本的特点。使原本只能“听”的音乐,现在也能“看”,实现视觉和听觉的双重享受。
7
 楼主 | 2019-10-3 18:16 | 只看该作者
改进的可能
1、实现智能语音控制
2、架设人工智能平台,实现语音交流和智能检索
3、架设物联网平台,通过音箱实现对其他家用电器的智能控制
8
 楼主 | 2019-10-8 18:15 | 只看该作者
@21ic小喇叭 @21ic小跑堂 我视频加不上去,怎么破,现在只放了视频地址

评论

卑鄙的小黄人 2019-10-9 12:04 回复TA
@21ic小喇叭 :好的呦 
21ic小喇叭 2019-10-9 09:16 回复TA
视频地址也可以的 
扫描二维码,随时随地手机跟帖
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

我要发帖 投诉建议 创建版块 申请版主

快速回复

您需要登录后才可以回帖
登录 | 注册
高级模式

论坛热帖

关闭

金牛国际开元棋牌: 热门推荐

永利游戏开户直营 快速回复 返回顶部 返回列表
百盛彩票开户 永利游戏开户直营 菲律宾申博直属官网网址:456700.com 澳门赌钱输跳楼的人登入 41彩PT
sb858.com 十三张娱乐棋牌现金开户 滨海国际棋牌外围 广东会娱乐棋牌883 msc363.com
大富豪娱乐MG 822sun.com 同升国际棋牌883 梦之城DT电子 272msc.com
大有娱乐登入 梦之城乐游棋牌 www.sun9599.com 268msc.com 通博棋牌883